|
|
 |
Η επιτυχία της κυτταρίνης
|
|
|
|
|
|
Σχετικά πρόσφατα, πολλοί επενδυτές στοιχημάτιζαν ότι τα ανανεώσιμα καύσιμα από βιομάζα είναι το επόμενο μεγάλο γεγονός στην ενέργεια. Η μετατροπή του καλαμποκιού, του ζαχαροκάλαμου και της σόγιας σε αιθανόλη ή καύσιμα τύπου πετρελαίου κίνησης (ντίζελ) μειώνει την εξάρτηση από το εισαγόμενο πετρέλαιο καθώς και τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. Ήδη, όμως, η νεογεννηθείσα βιομηχανία αντιμετωπίζει προκλήσεις. Η κλιμακούμενη ζήτηση οδηγεί σε απότομη αύξηση των τιμών των τροφίμων, ενώ οι γεωργοί εκχερσώνουν ενδιαιτήματα σε τροπικά δάση για να αναπτύξουν ενεργειακές καλλιέργειες. Παράλληλα, αρκετές πρόσφατες μελέτες αναφέρουν ότι κάποιες διαδικασίες παραγωγής βιοκαυσίμων είτε αποτυγχάνουν να αποφέρουν καθαρό ενεργειακό κέρδος είτε εκλύουν περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα απ’ ό,τι δεσμεύουν. Μια νέα κατηγορία εταιρειών υψηλού ρίσκου στοχεύει στην αποφυγή αυτών των προβλημάτων. Αντί να εστιάζουν στο άμυλο, στα σάκχαρα και τα λίπη των καλλιεργειών που προορίζονται για τροφή, πολλές από τις πρωτότυπες διαδικασίες παραγωγής βιοαιθανόλης λειτουργούν με λιγνίνη-κυτταρίνη —ο ξυλώδης ιστός ο οποίος ενδυναμώνει τα κυτταρικά τοιχώματα των φυτών—, αναφέρει ο χημικός μηχανικός George W. Huber, του Πανεπιστημίου της Μασαχουσέτης στο Αμχερστ. Μολονότι η κυτταρίνη διασπάται λιγότερο εύκολα απ’ ό,τι τα σάκχαρα και το άμυλο και, επομένως, απαιτεί μια πολύπλοκη σειρά χημικών αντιδράσεων υποβοηθούμενων από ένζυμα, η χρήση της προωθεί στη βιομηχανία τις φυτικές πρώτες ύλες που δεν προορίζονται για τροφή, όπως τα γεωργικά υπολείμματα, τα φυλλίδια ξύλου και το switcgrass (πανικό το ραβδωτό) . Αλλά καμία εταιρεία δεν έχει ακόμη επιδείξει μια ανταγωνιστικού κόστους βιομηχανική διαδικασία παρασκευής κυτταρινικού βιοκαυσίμου. Επομένως, οι επιστήμονες και οι μηχανικοί μελετούν δεκάδες πιθανές διαδικασίες επεξεργασίας βιοκαυσίμων, όπως αναφέρει ο Charles Wyman, χημικός μηχανικός στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Ριβερσάιντ, ο οποίος ανέπτυξε κάποιες από τις ελπιδοφόρες κυτταρινικές επεξεργασίες που τώρα μελετά η εταιρεία Mascoma Corporation στη Βοστόνη. «Δεν διαθέτουμε καμία διαδικασία-θαύμα», σχολιάζει. Η λεπτομερής ρύθμιση κάθε διαδικασίας απαιτεί αρκετό χρόνο και χρήμα. «Οι εταιρείες πετρελαίου δηλώνουν ότι χρειάζονται 10 χρόνια για να εμπορευματοποιήσουν πλήρως μια βιομηχανική διαδικασία επεξεργασίας», προειδοποιεί ο Huber, ο οποίος έχει προσφέρει μερικές θερμοχημικές τεχνικές σε μια άλλη νεοϊδρυθείσα εταιρεία βιομάζας, την Virent Energy Systems στο Μάντισον του Ουισκόνσιν. Μια ελπιδοφόρα διαδικασία παραγωγής βιοκαυσίμων στην οποία δεν χρησιμοποιείται ενζυματική χημεία για τη διάσπαση της κυτταρίνης ερευνάται τώρα από την Coskata, η οποία εδρεύει στο Γουόρενβιλ του Ιλινόις —μια εταιρεία η οποία ιδρύθηκε το 2006 από επενδυτές και επιχειρηματίες υψηλού προφίλ (η General Motors πρόσφατα απέκτησε ένα μειοψηφικό μερίδιό της). Στη διαδικασία της Coskata, ένα συμβατικό σύστημα εξαερίωσης μετατρέπει διάφορες πρώτες ύλες σε μείγμα μονοξειδίου του άνθρακα και υδρογόνου, το οποίο ονομάζεται αέριο σύνθεσης (syngas), αναφέρει ο Richard Tobey, αντιπρόεδρος μηχανικής και έρευνας και ανάπτυξης. Η ικανότητα χειρισμού πολλών φυτικών πρώτων υλών θα ενισχύσει την ευελιξία της συνολικής διαδικασίας, καθότι κάθε περιοχή στη χώρα έχει πρόσβαση σε ορισμένες μόνο πρώτες ύλες. Αντί να χρησιμοποιήσει θερμοχημικές μεθόδους για τη μετατροπή τού αερίου σύνθεσης σε καύσιμο —μια διαδικασία η οποία μπορεί να γίνει σημαντικά πιο δαπανηρή εξαιτίας της πρόσθετης δαπάνης που απαιτείται για τη δημιουργία πεπιεσμένων αερίων, σύμφωνα με τον Tobey—, η ομάδα της Coskata επέλεξε μια βιοχημική μέθοδο. Η ομάδα εστίασε σε πέντε ελπιδοφόρα στελέχη βακτηρίων που απεκκρίνουν αιθανόλη, τα οποία ανακάλυψε πριν από χρόνια ο Ralph Tanner, ένας μικροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Οκλαχόμα, στα οξυγονοπενικά ιζήματα ενός έλους. Τούτα τα αναερόβια βακτήρια παράγουν αιθανόλη καταναλώνοντας αδηφάγα αέριο σύνθεσης. Η «καρδιά και η ψυχή της διαδικασίας τής Coskata», όπως το θέτει ο Tobey, είναι ο βιοαντιδραστήρας στον οποίο ζουν τα βακτήρια. «Αντί να αναζητούν τροφή στον πολτό της ζύμωσης μέσα σε μια μεγάλη δεξαμενή, τα βακτήριά μας αναμένουν να τους διανεμηθεί το αέριο», όπως εξηγεί. Αφότου τα βακτήρια καταναλώσουν τα αέρια, εκλύουν αιθανόλη στο περιβάλλον νερό. Η αλκοόλη μπορεί να εξαχθεί από το νερό με τυπικές μεθόδους απόσταξης ή διήθησης. Οι ερευνητές τής Coskata εκτιμούν ότι η εμπορευματοποιημένη τους διαδικασία θα μπορούσε να δώσει αιθανόλη με τιμή μικρότερη από 1 δολάριο ανά γαλόνι —μικρότερη από το μισό της σημερινής τιμής χονδρικής πώλησης των 2 δολαρίων ανά γαλόνι—, όπως ισχυρίζεται ο Tobey. Εξωτερικοί αποτιμητές τού Εθνικού Εργαστηρίου Argonne μέτρησαν το «ενεργειακό ισοζύγιο» εισόδου-εξόδου της διαδικασίας της Coskata και διαπίστωσαν ότι, στην βέλτιστη περίπτωση, μπορεί να παραγάγει 7,7 φορές περισσότερη ενέργεια στο τελικό προϊόν από όση απαιτείται για την παρασκευή του.Η εταιρεία σκοπεύει να κατασκευάσει πιλοτική μονάδα παραγωγής 150.000 λίτρων ανά έτος, κοντά στην δοκιμαστική πίστα της General Motors, στο Μίλφορντ του Μίσιγκαν, μέχρι το τέλος του έτους και ευελπιστεί να κατασκευάσει μια πλήρους κλίμακας μονάδας παραγωγής 380 εκατομμυρίων λίτρων ανά έτος μέχρι το 2011. Η Coskata μπορεί να μην είναι μόνη της μέχρι τότε· η εταιρεία Bioengineering Resources, με έδρα στο Φαγιέτβιλ του Αρκάνσας, αναπτύσσει ήδη μια παρόμοια επεξεργασία τριών βημάτων, στην οποία αέριο σύνθεσης καταναλώνεται από βακτήρια. Θεωρώντας τις προόδους σε αυτές και σε άλλες μεθόδους, η φυτική κυτταρίνη θα μπορούσε να παρέχει την πιο πράσινη αιθανόλη που όλοι επιθυμούν.
|
|
|
|
|
|
